Формирователь импульсов управления для тиристорного преобразователя Советский патент 1992 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для исПользов дния в тиристорных схемах различного назначения, например в управляемых выпрямителях.

Цель изобретения - улучшение статической характеристики преобразователя tiy; тем ее линеаризации.

На фиг. 1 приведена функциональная схема формирователя; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Формирователь импульсов управления для тиристорного преобразователя сод

жит источник 1 управляющего напряжения, выход которого подключен к первому инф6рмационн1М1«у входу коммутатора 2, второй информационный вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 3, управляющий вход которого объединен с входом умножителя 4 частоты- и Я-входами первого двоичного счетчика 5 и второго двоичного счетчика 6 и подключен через формирователь 7 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения к источнику 8 синхронизирукицего напряжения, а выход

подключен к информационному входу преобразователя 9 напряжение-частота, синхронизирующий вход которого объединен с С-входом второго двоичного счетчика 6 и подключен к выходу умножителя 4 частоты, а выход соединен с С-входом первога двоичного счетчика 5, выход старшего п-го разряда которого соединен с выходом импульсного усилителя 10. Выход второго двоичного счетчика 6 через постоянное запоминающее устройство 11 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 3. Принцип действия формирователя поясняется диаграммами на фиг. 2, где обозначето: Uy - управляющее напряжение; Ucx синхронизирующее напряжение; us - сиг(нал, отражающий состояние первого двоичиого счетчика 5. Выходные сигналы других элементов обозначены символом U с индексом, соответствующим номеру элемента на фйг. 1. Формирователь импульсов управления для тиристорного преобразователя работает следующим -Образом. Сигнал UB источника 8 синхронизирующего напряжения поступает на вход формирователя 7 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения На его выходе формируется последовательность прямоугольных импульсов

0 при Ucx О, ();

.итЧ

lUe приисх 0,().

где Ue const - напряжение, соответствующее уровню логической единицы.

Разные уровни выходного напряжения формирователя 7 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения соответствуют двум тактам работы устройства. В первом такте при Ucx 0 (О t Т/2) напряжение U7 0. Во Втором такте, соответствующем рабочему полупериоду, Ucx О CT/2:S t Т) и . Сигнал и с- выхода формирователя 7 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения поступает одновременно на.входы умножителя 4 частоты, R-вход первого двоичного счетчика 9 и R-вход второго двоичного счетчика 6, управляющий вход коммутатора 5. На выходе умножителя 4 частоты формируются прямоугольные импульсы U4 с частотой, кратной частоте f синхронизирующего напряжения

X . -ч Я

Т4 - ГЛ т -чг

где m - коэффициент передачи умножителя 4 частоты;

- период синхронизирующего напряжения.

Сигнал и с выхода формирователя 7 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения поступает на объединенные R-входы первого 5 и второго 6 двоичных счетчиков и устанавливает их в исходное состояние, соответствующее записи нуля. При этом первый двоичный счетчик 5 устанавливается в исходное состояние задним фронтом импульса О в момент

времени t°0, а второй двоичный счетчик 6 устанавливается в исходное состояние передним фронтом импульса U в момент времени . Второй двоичный счетчик 6, постоянное запоминающее устройство 11 и

цифроаналоговый преобразователь 3 выполняют роль формирователя квазигармонического сигнала, работа которого происходит следующим образом. Импульсы U4 с выхода умножителя 4 частоты, следующие с частотой mf, поступают на счетный вход второго двоичного счетчика 6, который в начале каждого второго полупериода () устанавливается импульсом U в исходное состояние, соответствующее записи

в нем О. Счетчик 6 выполняет роль цифрового интегратора со сбросом в конце каждого рабочего такта. В постоянном запоминающем устройстве 11 хранится код функции F(x)slnx. При действии на входе

постоянного запоминающего устройства 11 код, соответствующего линейно изменяющемуся напряжению с выхода второго двоичного счетчика 6. на его выходе формируются цифровой сигнал wt.

Этот сигнал с выхода постоянного запоминающего устройства 8 поступает на вход цифроаналогового преобразователя 10, на выходе которого формируется опорный квазигармонический сигнал U3 -UsSin ш t При

атом сигнал Us строго синхронизирован с синхронизирующим напряжением, а его частота всегда равна частоте f этого напряжения. В первом такте О :S t Т/2 переключающий элемент коммутатора 2 находится в положении а, на входе преобразователя 9 напряжение-частота синхронизирующего типа действует управляющее напряжение Uy. На выходе преобразователя 9 напряжение-частота

формируется последовательность импульсов с частотой fg, пропорциональной управляющему напряжению Uy и частоте f4 синхронизирующих импульсов U4, поступающих с выхода умножителя 4 частоты на

синхронизирующий вход преобразователя 9 ндпряжёние астота. При этом частота

fg KgftjUy:

где Kg - коэффициент передачи преобразователя 9 напряжение-частота. Следовательно, на С-входе первого двоичногр счетчика 5, выполняющего функцию цифрового интегратора, действует частотный сигнал Ug, пропорциональный Цу. В результате в конце первого такта в момент времени в счетчике 5 записывается число N5 K9f4UyJ - Uy Во втором такте при Т/2 t Т выходное напряжение формирователя 7 импульсов при положительном значений синхронизирующего напряжения . Следовательно, переключающий элемент коммутатора 2 находится в положеньги б, а к входу преобразователя 9 напряжение-частота подключен выход цифроаналоговогр преобразователя 3. При этом на выходе преобразователя 9 напряжение-частота формируются импульсы с частотой fg -Т Kg f4 Ue sin yt - Kg у Ue sin u)t. Импульсы с выхода преобразователя 9 напряжение-частота поступают на С-вход первого двоичного счетчика 5. При этом в счетчике 5 записывается число, в каждый момент времени t (Т/2 t Т) равное Kgm Uy+y Ug -/ Kg f4UeSlnft)tdt -%51uy-f T/2 KgmUe ..,,,, 2 Я 2 я Как только число ЫБ. записанное в счетчике 5. достигнет значения (момент времени to), на выходе старшего п-го разряда первого двоичного счетчика 5 формируется сигнал с уровнем логической единицы. Этот сигнал поступает на вход импульсного усилителя 10, предназначенйого для согласования выхода первого двоичного счетчика 5 с управлякрщей цепью тиристора. В момент времени на R-вход счетчика 5 поступает импульс с выхода формирователя 7 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения, задний фронт которого устанавливает первый счетчик 5 в исходное состояние . Далее процесс периодически повторяется. Для определения статической характеристики устройства определяют момент времени to. при кото ром число N5(to), записанное в первом двоичном счетчике 5, равно 2n-i. т.е. KgmUe K9mUe - cos ft to 2 2Я Параметры устройства выберем таким образом, чтобы при передний фронт импульса управления формируется при , т.е. в конце рабочего полупериода. Подставив в (1) значения и , получаем аналитическое Выражение этого условия Kg m Ue n n - 11ГЛ Приравняв левые части уравнений (1) и (2) и учитывая, что момент времени to связан с углом включения а. соотношением (я: + а),, получаем сов(я-Ьа) 1-я-р (3) Решив уравнение (3) относительно а, имеем a arccos 1 ) Таким образом, формирователь импульсов управления для тиристорного преобразователя имеет арккосинусоидальную статическую характеристику. Подставив уравнение (4) в формулу для выходного напряжения преобразователя, например, однофазного мостового симметричного управляемого выпрямителя ,5Udo(1+cos«), где Udo - среднее :значение выпрямленного напряжения прц а О, получаем и 0,5 Udo (5) Из уравнения (5) следует, что при реализации предлагаемого формирователя импульсов управления для тиристорного преобразователя обеспечивается линейная статическая характеристика управляемого преобразователя. Другим важным достоинством предлагаемого технического решения является высокая помехоустойчивость, обусловленная интегрированием входного сигнала. Формул а изобретения Формирователь импульсов управления для тиристорного преобразователя, содержащий источник управляющего напряже- ) ния, последовательно соединённые источник синхронизирующего напряжения, формирователь импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения и умножитель частоты, выход которого подключен к синхронизирующему входу преобразователя напряжение-частота, первый двоичный счетчик, выход старшего n-го разряда которого соединен с входом импульсного усилителя, отличающийся тем, что, с целью улучшения статической характеристики преобразователя путем ее линеаризации, в него введены второй двоичный счетчик, постоянное запоминающее устройство, цифроаналоговый преобразователь и коммутатор, причем первый информационный вход коммутатора соединен с выходом источника управляющего сигнала, второй информационный вход через последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и постоянно запоминающее устройство подключен к выходу второго двоичного счетчика, а выход соединен с информационным входом преобразователя напряжение-частота, С-вход второго двоичного счетчика подключен к выУоду умножителя частоты, а R-вход соединен с выходом формирователя импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения, С-вход первого двоичного счетчика подключен к выходу преобразователя напряжение-частота, а Rвход первого двоичного счетчика подключен к выходу формирователя импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения.

liitirfinHiHiiiiiiiiitiiiiii

1

т/2 Т t

ИэоОретение относится к электротехнике. Цель изобретения - улучшение статической характеристики преобразователя путем ее линеаризации. Работа формирователя происходите два такта. В первом такте, соответствующем нерабочему полупериоду синхронизирующего сигнала, .с .помощью двоичного п-разрядного счетчика 5 осущест-.вляется счет выходных импульсов преобразователя напряжения - частота 9 синхронного типа, следующих с частотой, пропорциональной управляющему напряжению и частоте синхронизирующего напряжения. Во втором рабочем полупериоде осуществляется заполнение счетчика 5 выходными импульсами преобразователя напряжение - частота 9. к входу которого подключен выход формирователя гармонического сигнала, состоящего из второго счетчика 6. постоянного запоминающего устройства 11 и цифроаналогового преобразователя 3. В момент записи в счетчике числа 2" происходит формирование импульса управления. В конце каждого рабочего полупериода осуществляется установка первого счетчика 5 в исходное состояние, соответствующее записи в нем'"0". Формирователь имеет арккосинусо- идальную характеристику. Угол включения регулируется от 180 зл. град, при нулевом управляющем сигнале до "О" при максимальном напряжении управления. 2 ил.(ЛС

: :,.:--:т :-:.:г t

111 111if

г t

г.1